[發明專利]一種染料敏化太陽能電池的制備方法

有效

• 申請號: 201610123181.6
• 申請日: 2016-03-05
• 公開（公告）號: CN105575669B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 劉玉潔
• 申請（專利權）人: 無錫南理工科技發展有限公司
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/00
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 胡定華

本發明涉及一種染料敏化太陽能電池的制備方法，包括光電極、對立電極和保持在光電極與對電極之間的導電媒介，光電極和對電極通過密封材料相接合，對電極遠離導電媒介的一側設有光反射層；光電極遠離導電媒介的一側設有光吸收層；光電極包括第一導電層和第一透明基板；對立電極包括第二導電層和第二透明基板；該染料敏化太陽能電池還包括第三導電層，第三導電層置第二透明基板與第二導電層之間且與第二導電層形成電氣接觸；第一透明基板的下表面沉積有承載敏化染料的多孔半導體薄膜。通過設置光吸收層，可以增加光的吸收量，同時設置光反射層，可以使沒有被吸收的光反射回太陽能電池中，再次被吸收和利用，減少了光能的損失，提高了光電轉換效率。

技術領域

本發明涉及一種新能源節能技術領域，特別涉及一種染料敏化太陽能電池的制備方法。

背景技術

作為代替化石燃料的能源，利用了太陽光的太陽能電池受到關注，人們對其進行了各種研究。太陽能電池是一種將光能轉換為電能的光電轉換裝置，由于以太陽光作為能源，所以對地球環境的影響極小，可以得到更廣泛的普及。

染料敏化太陽能電池(DSC,dye-sensitized solar cell)在過去20年來已經有所發展且以如同光合作用的類似原理而運作。不同于硅太陽能電池，此等電池是運用其可便宜地、對環境無干擾且充裕地制造的染料而從陽光來得到能量。

一種夾層式染料敏化太陽能電池具有經沉積到一個透明導電基板上的一個數微米厚的多孔TiO₂電極層。TiO₂電極包含互連的TiO₂金屬氧化物粒子，其通過在TiO₂粒子的表面上吸收染料分子所染色且形成一個工作電極。透明導電基板通常是將一種透明導電氧化物沉積到一個玻璃基板上。透明導電氧化物層適用于作為一個電子集極，其從該工作電極取出光產生的電子。TiO₂電極是與一種電解質以及另一個透明導電基板(即：一個對立(counter)電極)接觸。作為敏化染料，使用能夠有效地吸收可見光附近的光的物質，例如釕(Ru)絡合物等。

作為染料敏化型太陽能電池，由于具有較高的光電轉換效率，不需要真空裝置等大花銷的制造裝置，而且能夠使用氧化鈦等便宜的半導體材料以極高的生產率簡單地制造，所以有潛力成為新一代的太陽能電池。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種成本低且光電轉化效率高的染料敏化太陽能電池。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是，該染料敏化太陽能電池，包括光電極、與光電極對置的對電極和保持在光電極與對電極之間的導電媒介，所述光電極和對電極通過密封材料相接合，所述對電極遠離所述導電媒介的一側設有光反射層；所述光電極遠離所述導電媒介的一側設有光吸收層；所述光電極包括第一導電層和第一透明基板組成的ITO薄膜；所述對電極包括第二導電層和第二透明基板組成的ITO薄膜和第三導電層，所述第三導電層置于第二導電層上且遠離所述第二透明基板，所述第一導電層與所述第二導電層形成電氣接觸；所述第三導電層為網格結構；所述第一透明基板的下表面沉積有承載敏化染料的多孔半導體薄膜。

采用上述技術方案，通過在光電極遠離導電媒介的一側設有光吸收層，可以增加光的吸收量，提高進入該染料敏化太陽能電池的光；在對電極遠離導電媒介的一側設有光反射層，可以使透過對電極中第二透明基板的沒有被吸收的光反射到回太陽能電池中，從而使該部分光可以再次被吸收和利用，減少了光能的損失，從而提高了光電轉換效率，降低了生產成本。

進一步改進在于，所述光反射層的組成材料選自銀、鋁和具有光反射性能的聚合物中的至少一種組成。

進一步改進在于，所述第三導電層采用絲網印刷漿料形成導電網格結構層。

進一步改進在于，所述第一導電層與所述第二導電層均為透明導電薄膜，所述透明導電薄膜為ITO。